JP2000199752A - ガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力用信号線に対する供給用電力線からの電
磁ノイズを低減することができ，また電線の補強がで
き，配線作業が容易で，シール性にも優れた酸素センサ
を提供すること。 【解決手段】 ヒータ４に接続するための正負一対の供
給用電力線４１，４２と，検出素子３の電極３３，３４
に接続するための正負一対の出力用信号線３１，３２
と，これらを一体的に被覆した絶縁被覆部材５とからな
るリード線６を有する。上記リード線６は，該リード線
６を挿通するための挿通穴２０を有する筒状シール部材
２を介して，酸素センサ外筒１１，１２に固定してあ
る。かつ，上記絶縁被覆部材５における上記正の供給用
電力線４１と上記正の出力用信号線３１との配置は，互
いの距離が最も離れた配設部位５０に配置してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，信号線に対する電力線からの電
磁的影響を低減することができるガスセンサに関する。

【０００２】

【従来技術】従来のガスセンサとしての酸素センサ９
は，図６〜図８に示すごとく，ヒータ４に接続するため
の正負一対の供給用電力線９４１，９４２と，検出素子
３の電極３３，３４に接続するための正負一対の出力用
信号線９３１，９３２とを有する。上記供給用電力線９
４１，９４２と上記出力用信号線９３１，９３２とは，
筒状シール部材９２を介して，酸素センサ外筒１１，１
２の開口部１１１にかしめ固定してある。

【０００３】図７に示すごとく，上記筒状シール部材９
２には，その軸芯から等距離に４つの挿通穴９２０を等
間隔に設けてあり，上記正の供給用電力線９４１と上記
正の出力用信号線９３１とは，隣り合う挿通穴９２０に
挿通してある。また，上記負の供給用電力線９４２と上
記負の出力用信号線９３２とは，残りの挿通穴９２０に
挿通してある。

【０００４】なお，図８中の符号３１４，４２４は接続
ホルダである。また，符号３１３，４２３は接続線であ
る。また，符号３１２，３２２，４２２は接続端子であ
る（実施形態例１参照）。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の酸
素センサには，次の問題がある。即ち，図７に示すごと
く，上記正の供給用電力線９４１と上記正の出力用信号
線９３１とは，隣り合う挿通穴９２０に挿通してある。
そのため，正の供給用電力線９４１と正の出力用信号線
９３１との間の距離Ｌは短い。一般に，電力線に電流を
流すとその周囲には磁界が発生する。この磁界の強さ
は，図９に示すごとく，上記距離Ｌが近いほど大きい。

【０００６】そのため，上記のごとく，上記距離Ｌが短
い場合には，その周囲に与える電磁的影響が大きくな
る。それ故，上記正の供給用電力線９４１に比べて非常
に弱い電流を流す上記正の出力用信号線９３１に対し
て，電磁ノイズが発生しやすくなるという問題がある。
また，図８に示すごとく，上記供給用電力線９４１，９
４２と上記出力用信号線９３１，９３２とは，上記筒状
シール部材９２に挿通した以外の部分においては，１本
ずつバラバラの状態である。そのため，それぞれの断面
積が小さいので，１本ずつの電線の強度は低い。

【０００７】また，上記供給用電力線９４１，９４２と
上記出力用信号線９３１，９３２とは，１本ずつ上記筒
状シール部材９２の挿通穴９２０に挿通しなくてはなら
ない。そのため，これらの配線作業は煩雑である。ま
た，上記筒状シール部材９２には複数の挿通穴９２０を
設けているため，上記筒状シール部材９２のシール性が
低い。

【０００８】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，出力用信号線に対する供給用電力線から
の電磁ノイズを低減することができ，また電線の補強が
でき，配線作業が容易で，シール性にも優れたガスセン
サを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，ヒータに
接続するための正負一対の供給用電力線と，検出素子の
電極に接続するための正負一対の出力用信号線と，これ
らを一体的に被覆した絶縁被覆部材とからなるリード線
を有するガスセンサであって，上記リード線は，該リー
ド線を挿通するための挿通穴を有する筒状シール部材を
介して，ガスセンサ外筒に固定してあり，かつ，上記絶
縁被覆部材における上記正の供給用電力線と上記正の出
力用信号線との配置は，互いの距離が最も離れた配設部
位に配置してあることを特徴とするガスセンサにある。

【００１０】本発明において最も注目すべきことは，上
記供給用電力線と上記出力用信号線とは上記絶縁被覆部
材により一体的に被覆されており，上記正の供給用電力
線と上記正の出力用信号線とは，上記絶縁性被覆材に対
して，互いの距離が最も離れた配設部位に配置してある
ことである。

【００１１】次に，本発明の作用につき説明する。本発
明のガスセンサにおいては，上記正の供給用電力線と上
記正の出力用信号線とは，互いの距離が最も離れた配設
部位に配置してある。そのため，隣り合う配設部位に配
置する場合に比べて，上記正の供給用電力線と正の出力
用信号線との間の距離を長くすることができる。それ
故，上記正の供給用電力線の電磁的影響が少なくなり，
上記正の出力用信号線に対する電磁ノイズを低減するこ
とができる。

【００１２】また，上記リード線は，上記筒状シール部
材に挿通した以外の部分においても，上記供給用電力線
と上記出力用信号線とを上記絶縁被覆部材によって一体
的に被覆した長尺のハーネスを形成している。そのた
め，上記リード線は，上記供給用電力線と上記出力用信
号線と上記絶縁性被覆部材とにより，合算された大きな
断面積を有する。それ故，上記リード線全体として，電
線の強度を補強することができる。

【００１３】また，上記筒状シール部材の挿通穴に上記
リード線を挿通するだけで，上記供給用電力線と上記出
力用信号線とを１度に配線できる。そのため，この配線
作業は容易である。また，上記筒状シール部材に設ける
挿通穴は１つでよい。そのため，上記筒状シール部材の
シール性を向上することができる。

【００１４】従って，本発明によれば，出力用信号線に
対する供給用電力線からの電磁ノイズを低減することが
でき，また電線の補強ができ，配線作業が容易で，シー
ル性にも優れたガスセンサを提供することができる。

【００１５】次に，請求項２に記載の発明のように，上
記絶縁被覆部材には，その軸芯から等距離に正負一対の
供給用電力線と出力用信号線とを配設する４つの配設部
位が等間隔に位置しており，上記正の供給用電力線と上
記正の出力用信号線とは，それぞれ上記絶縁被覆部材の
軸芯を挟んで対向する配設部位に配置してあることが好
ましい（図２）。

【００１６】この場合には，例えば，上記正の供給用電
力線と上記正の出力用信号線とが，それぞれ隣り合う上
記配設部位に配置してある場合に比べて，上記正の供給
用電力線と正の出力用信号線との間の距離を約１．４１
倍にすることができる。そのため，上記供給用電力線の
電磁的影響を少なくして，上記出力用信号線に対する電
磁ノイズを確実に低減することができる。

【００１７】次に，請求項３に記載の発明のように，上
記絶縁被覆部材には，同一線上に正負一対の供給用電力
線と出力用信号線とを配設する４つの配設部位が位置し
ており，上記正の供給用電力線と上記正の出力用信号線
とは，それぞれ外側の配設部位に配置してあることが好
ましい（図４参照）。

【００１８】この場合には，例えば，同一直線上に４つ
の配設部位が等間隔に位置しており，上記正の供給用電
力線と上記正の出力用信号線とが，それぞれ内側の配設
部位に配置してある場合に比べて，上記正の供給用電力
線と正の出力用信号線との間の距離を約３倍にすること
ができる。そのため，上記供給用電力線の電磁的影響を
少なくして，上記出力用信号線に対する電磁ノイズを確
実に低減することができる。

【００１９】次に，請求項４に記載の発明のように，ヒ
ータに接続するための正負一対の供給用電力線と，検出
素子の電極に接続するための正負一対の出力用信号線
と，これらを一体的に被覆した絶縁被覆部材とからなる
リード線とを有するガスセンサであって，上記リード線
は，該リード線を挿通するための挿通穴を有する筒状シ
ール部材を介して，ガスセンサ外筒に固定してあり，か
つ，上記絶縁被覆部材には，その軸芯から等距離に正負
一対の供給用電力線と出力用信号線とを配設する３つの
配設部位が等間隔に位置しており，上記正の供給用電力
線と上記正の出力用信号線とは，それぞれ別個の配設部
位に配置してあり，一方，上記負の供給用電力線と上記
負の出力用信号線とは，同じ配設部位に配置してあるこ
とが好ましい（図５）。

【００２０】この場合には，電磁的影響を与えやすい上
記正の供給用電力線と，出力信号への影響の大きい上記
正の出力用信号線とを，互いの距離が離れた配設部位に
配置することができる。そのため，電磁的影響を与えや
すいものとその影響を受けやすいものとを，離して配置
することによって，上記出力用信号線に対する電磁ノイ
ズを低減することができる。

【００２１】また，上記負の供給用電力線と上記負の出
力用信号線とは，同じ配設部位に配置してある。そのた
め，上記負の供給用電力線と負の出力用信号線の基準レ
ベルを一致させることで，各々の基準レベルの相対的な
ドリフトを防止し，対ノイズ性を向上させることができ
る。また，上記負の供給用電力線と負の出力用信号線と
よりなるハーネス線を簡素化できる。

【００２２】なお，上記正の出力用信号線は，電磁的影
響を受けた場合，アースとして作用する上記負の出力用
信号線に比べて，出力信号への影響が大きい。一方，ア
ースとして作用する上記負の供給用電力線は，上記正の
供給用電力線に比べて，電磁的影響を与えにくい。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかるガスセンサについて，図１
〜図３を用いて説明する。本例においては，上記ガスセ
ンサを酸素センサに適用する例を示す。本例の酸素セン
サ１は，図１〜図３に示すごとく，ヒータ４に接続する
ための正負一対の供給用電力線４１，４２と，検出素子
３の電極３３，３４に接続するための正負一対の出力用
信号線３１，３２と，これらを一体的に被覆した絶縁被
覆部材５とからなるリード線６を有する。上記リード線
６は，該リード線６を挿通するための挿通穴２０を有す
る筒状シール部材２を介して，ガスセンサ外筒としての
酸素センサ外筒１１，１２の開口部１１１にかしめ固定
してある。

【００２４】かつ，上記絶縁被覆部材５における上記正
の供給用電力線４１と上記正の出力用信号線３１との配
置は，互いの距離が最も離れた配設部位５０に配置して
ある。具体的には，図２に示すごとく，断面円形状の上
記絶縁被覆部材５には，その軸芯から等距離に，上記供
給用電力線４１，４２，上記出力用信号線３１，３２を
配設する４つの配設部位５０が等間隔に位置している。
また，上記正の供給用電力線４１と上記正の出力用信号
線３１とは，それぞれ上記絶縁被覆部材５の軸芯を挟ん
で対向する配設部位５０に配置してある。

【００２５】そして，上記リード線６は，上記供給用電
力線４１，４２，上記出力用信号線３１，３２を上記の
ごとく配置して，上記絶縁被覆部材５によって一体成形
されている。

【００２６】以下，順を追って説明する。図２に示すご
とく，上記供給用電力線４１，４２と上記出力用信号線
３１，３２とは，例えばモールド一体成形等の方法によ
り，上記絶縁被覆部材５によって一体的に被覆されて，
上記リード線６を構成している。上記絶縁被覆部材５の
配設部位５０は，上記供給用電力線４１，４２と上記出
力用信号線３１，３２とを被覆する際に形成される。上
記供給用電力線４１，４２，及び上記出力用信号線３
１，３２は，Ｃｕ，軟ＳＵＳ，硬ＳＵＳ等からなる。ま
た，上記絶縁被覆部材５は，ＰＴＦＥ，ゴム等の樹脂か
らなる。

【００２７】次に，上記検出素子３は，図３に示すごと
く，筒状に形成された例えばジルコニア等の固体電解質
よりなり，ハウジング１０内に挿入配置されており，ハ
ウジング１０にシール固定されている。上記検出素子３
は，その外側に電極３３を，その内側に大気室に面する
電極３４を有している。

【００２８】また，上記ハウジング１０の下端には，検
出素子３を覆うように被測定ガス側カバー１０９が設け
てある。一方，上記ハウジング１０の上端には，カバー
１３がかしめ固定され，このカバー１３の上方には，上
記酸素センサ外筒１２がかしめ固定されている。さら
に，この酸素センサ外筒１２の上方には，上記酸素セン
サ外筒１１がかしめ固定されている。

【００２９】また，図３に示すごとく，上記検出素子３
には，上記電極３３と導通する接続ホルダ３１４が設け
てある。そして，これより延設された接続線３１３は，
インシュレータ１５に設けた挿通穴１５０において，接
続端子３１２と連結されている。この接続端子３１２に
は，上記リード線６内における出力用信号線３１が接続
されている。なお，図示していないが，上記リード線６
内における出力用信号線３２においても，上記と同様
に，検出素子３の電極３４に対して導通が取られてい
る。

【００３０】また，図３に示すごとく，上記検出素子３
の大気室にはヒータ４が挿入されており，接続ホルダ４
１４，４２４には，それぞれ接続線（図示略）が接続さ
れている。これらの接続線はインシュレータ１５に設け
た挿通穴１５０において，それぞれ接続端子４１２，４
２２を介して上記リード線６内における供給用電力線４
１，４２に接続されている。

【００３１】また，図１，図３に示すごとく，上記筒状
シール部材２は，上記酸素センサ外筒１１，１２の開口
部１１１においてかしめ固定され，上記リード線６を挿
通穴２０に挿通した状態で保持している。

【００３２】次に，本例の作用につき説明する。本例の
酸素センサ１においては，図２に示すごとく，上記正の
供給用電力線４１と上記正の出力用信号線３１とは，そ
れぞれ上記絶縁被覆部材５の軸芯を挟んで対向する配設
部位５０に配置してある。そのため，それぞれ隣り合う
配設部位５０に配置する場合に比べて，上記正の供給用
電力線４１と正の出力用信号線３１との間の距離Ｌを約
１．４１倍に長くすることができる。それ故，上記正の
供給用電力線４１の電磁的影響が少なくなり，上記正の
出力用信号線３１に対する電磁ノイズを確実に低減する
ことができる。

【００３３】また，上記のごとく，電磁ノイズを低減す
ることにより，上記出力用信号線３１，３２のＳ／Ｎ比
を改善することができる。また，上記ヒータ４の温度を
制御するために，上記供給用電力線４１，４２に流す電
流をＯＮ又はＯＦＦして制御する場合にも，上記と同様
の効果を得ることができる。

【００３４】また，図３に示すごとく，上記リード線６
は，上記筒状シール部材２に挿通した以外の部分におい
ても，上記供給用電力線４１，４２と上記出力用信号線
３１，３２とを上記絶縁被覆部材５によって一体的に被
覆した長尺のハーネスを形成している。そのため，上記
リード線６は，上記供給用電力線４１，４２と上記出力
用信号線３１，３２と上記絶縁性被覆部材５とにより，
合算された約４倍以上の断面積を有する。それ故，上記
リード線６全体として，電線の強度を約４倍に補強する
ことができる。

【００３５】また，図２に示すごとく，上記筒状シール
部材２の挿通穴２０に上記リード線６を挿通するだけ
で，上記供給用電力線４１，４２と上記出力用信号線３
１，３２とを１度に配線できる。そのため，この配線作
業は容易である。また，上記筒状シール部材２に設ける
挿通穴２０は１つでよい。そのため，上記筒状シール部
材２のシール性を向上することができる。

【００３６】実施形態例２ 本例は，図４に示すごとく，板状の上記絶縁被覆部材５
には，同一直線上に４つの配設部位５０が等間隔に位置
しており，上記正の供給用電力線４１と上記正の出力用
信号線３１とは，それぞれ外側の配設部位５０に配置し
てあることが実施形態例１と異なる。なお，本例におい
ては，上記正の出力用信号線３１と上記負の供給用電力
線４２とは，隣り合う配設部位５０に配置してあるが，
上記正の出力用信号線３１と上記負の出力用信号線３２
とを隣り合う配設部位５０に配置してもよい。その他
は，実施形態例１と同様である。

【００３７】本例においては，例えば，上記正の供給用
電力線４１と上記正の出力用信号線３１とが，それぞれ
内側の配設部位５０に配置してある場合に比べて，上記
正の供給用電力線４１と正の出力用信号線３１との間の
距離Ｌを約３倍にすることができる。そのため，上記正
の供給用電力線４１の電磁的影響を少なくして，上記正
の出力用信号線３１に対する電磁ノイズを確実に低減す
ることができる。その他，実施形態例１と同様の効果を
得ることができる。

【００３８】実施形態例３ 本例は，図５に示すごとく，上記絶縁被覆部材５には，
その軸芯から等距離に３つの配設部位５０が等間隔に位
置しており，上記正の供給用電力線４１と上記正の出力
用信号線３１とは，それぞれ別個の配設部位５０に配置
してある。一方，上記負の供給用電力線４２と上記負の
出力用信号線３２とは，同じ配設部位５０にまとめて配
置してある。その他は，実施形態例１と同様である。

【００３９】本例においても，電磁的影響を与えやすい
上記正の供給用電力線４１と，出力信号への影響の大き
い上記正の出力用信号線３１とを，互いに離して配置す
ることによって，上記正の出力用信号線３１に対する電
磁ノイズを低減することができる。

【００４０】また，上記負の供給用電力線４２と上記負
の出力用信号線３２とは，同じ配設部位５０に配置して
ある。そのため，上記負の供給用電力線４２と負の出力
用信号線３２の基準レベルを一致させることで，各々の
基準レベルの相対的なドリフトを防止し，対ノイズ性を
向上させることができる。また，上記負の供給用電力線
４２と負の出力用信号線３２とよりなるハーネス線を簡
素化できる。その他，実施形態例１と同様の効果を得る
ことができる。

【００４１】上記実施形態例１，２，３においては，ガ
スセンサを酸素センサに適用した例を示したが，この他
にも，例えばＣＯセンサ，ＮＯxセンサ等にも適用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における，酸素センサの要部断面
説明図。

【図２】実施形態例１における，リード線と筒状シール
部材との（ａ）一部断面斜視図，（ｂ）断面図。

【図３】実施形態例１における，酸素センサの断面図。

【図４】実施形態例２における，リード線と筒状シール
部材との（ａ）一部断面斜視図，（ｂ）断面図。

【図５】実施形態例３における，リード線と筒状シール
部材との（ａ）一部断面斜視図，（ｂ）断面図。

【図６】従来例における，酸素センサの要部断面説明
図。

【図７】従来例における，リード線と筒状シール部材と
の（ａ）一部断面斜視図，（ｂ）断面図。

【図８】従来例における，酸素センサの断面図。

【図９】従来例における，正の供給用電力線と正の出力
用信号線と間の距離と磁界の強さとの関係を示す線図。

【符号の説明】

１．．．酸素センサ， １１，１２．．．酸素センサ外筒， １１１．．．開口部， ２．．．筒状シール部材， ２０．．．挿通穴， ３．．．検出素子， ３１．．．正の出力用信号線， ３２．．．負の出力用信号線， ３３，３４．．．電極， ４．．．ヒータ， ４１．．．正の供給用電力線， ４２．．．負の供給用電力線， ５．．．絶縁被覆部材， ５０．．．配設部位， ６．．．リード線，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 誠 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 鈴木 一徳 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 2G004 BB01 BH02 BH09 BH11 BH20 BJ02 BM07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータに接続するための正負一対の供給
   用電力線と，検出素子の電極に接続するための正負一対
   の出力用信号線と，これらを一体的に被覆した絶縁被覆
   部材とからなるリード線を有するガスセンサであって，
   上記リード線は，該リード線を挿通するための挿通穴を
   有する筒状シール部材を介して，ガスセンサ外筒に固定
   してあり，かつ，上記絶縁被覆部材における上記正の供
   給用電力線と上記正の出力用信号線との配置は，互いの
   距離が最も離れた配設部位に配置してあることを特徴と
   するガスセンサ。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記絶縁被覆部材に
   は，その軸芯から等距離に正負一対の供給用電力線と出
   力用信号線とを配設する４つの配設部位が等間隔に位置
   しており，上記正の供給用電力線と上記正の出力用信号
   線とは，それぞれ上記絶縁被覆部材の軸芯を挟んで対向
   する配設部位に配置してあることを特徴とするガスセン
   サ。
3. 【請求項３】 請求項１において，上記絶縁被覆部材に
   は，同一線上に正負一対の供給用電力線と出力用信号線
   とを配設する４つの配設部位が位置しており，上記正の
   供給用電力線と上記正の出力用信号線とは，それぞれ外
   側の配設部位に配置してあることを特徴とするガスセン
   サ。
4. 【請求項４】 ヒータに接続するための正負一対の供給
   用電力線と，検出素子の電極に接続するための正負一対
   の出力用信号線と，これらを一体的に被覆した絶縁被覆
   部材とからなるリード線とを有するガスセンサであっ
   て，上記リード線は，該リード線を挿通するための挿通
   穴を有する筒状シール部材を介して，ガスセンサ外筒に
   固定してあり，かつ，上記絶縁被覆部材には，その軸芯
   から等距離に正負一対の供給用電力線と出力用信号線と
   を配設する３つの配設部位が等間隔に位置しており，上
   記正の供給用電力線と上記正の出力用信号線とは，それ
   ぞれ別個の配設部位に配置してあり，一方，上記負の供
   給用電力線と上記負の出力用信号線とは，同じ配設部位
   に配置してあることを特徴とするガスセンサ。